DE2737848A1

DE2737848A1 - DEVICE FOR PRODUCING HOLLOW BODIES FROM THERMOPLASTIC FILMS

Info

Publication number: DE2737848A1
Application number: DE19772737848
Authority: DE
Inventors: Thomas James Bond; Arnis Judzis
Original assignee: Standard Oil Co
Current assignee: Standard Oil Co
Priority date: 1976-08-26
Filing date: 1977-08-23
Publication date: 1978-03-09
Also published as: SE7709436L; CA1099883A; ATA617277A; BE858177A; US4059380A; SE419065B; AT351253B; DE2737848C2; NL7709294A; FR2362713A1; ZA775040B; GB1560215A; DK373777A; IT1084721B

Description

Anmelder: The Standard Oil Company Midland Building Cleveland, Ohio 44115 / U.S.A. Applicant: The Standard Oil Company Midland Building Cleveland, Ohio 44115 / USA

Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischen FolienDevice for producing hollow bodies from thermoplastic films

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen hohler Gegenstände aus thermoplastischen Folien und insbesondere zum Tiefziehen von hohlen Gegenständen aus erwärmten thermoplastischen Folien oder Bändern.The invention relates to a device for producing hollow objects from thermoplastic films and in particular for Deep drawing of hollow objects from heated thermoplastic films or tapes.

Beim Tiefziehen von thermoplastischen Folien zum Herstellen von hohlen Gegenständen wie Meßformen,Vorformen, Auskleidungen u.dgl. ist es üblich, zunächst die thermoplastische Folie auf eine über den Wärmestörungspunkt liegende Temperatur zu erhitzen und dann über einen Dorn zu ziehen oder mittels Unterdruck oder Vakuum in eine tiefe Matrize einzuziehen. In jedem Falle wird das thermoplastische Material dünner, wenn es entsprechend der Fora des Domes oder der Matrize gestreckt wird, wobei eine sterke Neinung besteht, daß sich Wellen oder Falten am thermoplastischen Material bilden, wenn die erweichte Folie der verwendeten Form entsprechend tiefgezogen wird. Diese Neigung zur Faltenbildung ergibt sich insbesondere am oberen Ende und insbesondere beim Tiefziehen von Hohlkörpern, bei denen das Verhältnis zwischen der Länge und dem Durchmesser besonders groß ist.When thermoforming thermoplastic foils for manufacturing of hollow objects such as measuring molds, preforms, linings and the like, it is customary to start with thermoplastic Heat the film to a temperature above the thermal breakdown point and then pull it over a mandrel or to be drawn into a deep die by means of negative pressure or vacuum. In either case, the thermoplastic material thinner if it is stretched according to the fora des dome or the matrix, whereby there is a strong nip, that waves or folds form on the thermoplastic material when the softened film is deep-drawn according to the shape used. This tendency to wrinkle results in particular at the upper end and in particular when deep-drawing hollow bodies, in which the ratio between the length and the diameter is particularly large.

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Der Erfindunc liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln einwandfreie Hohlkörper und insbesondere lange Hohlkörper durch Tiefziehen aus thermoplastischen Folien herstellen zu können.The invention is based on the task with simple Means to produce flawless hollow bodies and in particular long hollow bodies by deep drawing from thermoplastic films to be able to.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, welche die Merkmale des Kennzeichens des Hauptanspruches aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. This object is achieved according to the invention with a device of the type mentioned above, which has the features of the characterizing part of the main claim. Beneficial Further developments of the invention are the subject of the subclaims.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Hohlkörper aus thermoplastischem Material mit einwandfreien Oberflächen durch Tiefziehen auch bei größeren Tiefziehlängen und mit einem großen Verhältnis von Länge zum Durchmesser hergestellt werden. Es wurde gefunden, daß man mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Hohlkörper mit einem Längen/Durchmesser-Verhältnis von bis zu 20/1 tiefziehen kann. Durch Formen einer erhitzten thermoplastischen Folie um einen erhitzten konischen Dorn, was durch einen Unterdruck unter Verwendung einer auf den Dorn aufgesetzten Führung mit größerem Durchmesser als der Dorn unterstützt werden kann, lassen sich Hohlkörper mit gleichförmigem Innendurchmesser, gleichförmiger Wandstärke und ohne Faltenbildung oder sonstige Oberflächenfehler herstellen. Bei der vorgeschlagenen Vorrichtung bewegt sich ein erhitzter Dorn in die öffnung einer Matrize und zieht das erhitzte thermoplastische Folienmaterial zwischen die Matrizenöffnung und den Dorn. Dabei gewährleistet eine konische oder geneigte Führung der Öffnung, d.h. eine glatte öffnung, mit einem größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des Domes, wobei diese Führung unmittelbar über der Ausnehmung der Form liegt, ein gleichförmiges Aufziehen der Folie auf den Dorn und in die Matrize von außerhalb liegenden Flächen der erhitzten Folie.With the device according to the invention, hollow bodies made of thermoplastic material with perfect surfaces can be made produced by deep drawing even with larger deep drawing lengths and with a large ratio of length to diameter will. It has been found that the device according to the invention produces hollow bodies with a length / diameter ratio can deep-draw up to 20/1. By molding a heated thermoplastic sheet around a heated one conical mandrel, which is achieved by a negative pressure using a guide with a larger diameter placed on the mandrel as the mandrel can be supported, hollow bodies with a uniform inner diameter can be more uniform Produce wall thickness and without wrinkles or other surface defects. Moved in the proposed device a heated mandrel is inserted into the opening of a die and pulls the heated thermoplastic film material between them the die opening and the mandrel. A conical or inclined guidance of the opening ensures that it is smooth opening, with a larger inner diameter than the outer diameter of the dome, with this guide lying directly above the recess of the mold, a uniform pull-up the foil onto the mandrel and into the die from outside surfaces of the heated foil.

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Die über der Öffnung der Matrize angeordnete Führung zwei hauptsächliche Funktionen. Die erste Funktion besteht darin, das Ziehverhältnis des Hohlkörpers verändern zu können, venn man den Innendurchmesser der Führung abändert. Der Innendurchmesser der Führung bestimmt die Fläche, aus der Material der Kunststoffolie auf den Dorn gezogen wird. Die zweite Funktion der Führung besteht darin, ein ungleichmäßiges Ziehen und eine Faltenbildung beim Herstellen von Hohlköi-pern mit großem Länge/Durchroesser-Verhältnis zu verhindern. Hohlkörper mit extrem kleinen Ziehwinkeln von weniger als 30 Minuten können durch sorgfältige Wahl des Durchmessers der Führung und der Form der Matrizenausnehmung erzeugt werden.The guide located above the opening of the die two main functions. The first function is to be able to change the draw ratio of the hollow body, when changing the inside diameter of the guide. The inside diameter of the guide determines the area the material of the plastic film is drawn onto the mandrel. The second function of the guide is to be an uneven To prevent pulling and wrinkling when producing hollow bodies with a large length / diameter ratio. Hollow bodies with extremely small drawing angles of less than 30 minutes can be achieved by carefully selecting the Diameter of the guide and the shape of the die recess be generated.

Normalerweise wandert der in seiner Funktion durch Unterdruck oder Vakuum unterstützte Dorn durch die Führung und in die Ausnehmung der Matrize, wobei er die thermoplastische Folie zwischen der Führung, der Ausnehmung der Matrize und dem Dorn tiefzieht.Normally, the mandrel, supported in its function by negative pressure or vacuum, migrates through the guide and into the Recess of the die, with the thermoplastic film between the guide, the recess of the die and the Deep-drawing mandrel.

In der Zeichnung ist zur weiteren Erläuterung der Erfindung ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Herstellen langer Hohlkörper aus thermoplastischen Folien dargestellt, und zwar zeigtIn the drawing is to further explain the invention an embodiment of the device for producing long Shown hollow body made of thermoplastic films, namely shows

Figur 1 eine teilweise geschnittene schaubildliche Ansicht des fertiggestellten Hohlkörpers aus thermoplastischem Material,Figure 1 is a partially sectioned perspective view of the finished hollow body made of thermoplastic Material,

Figur 2 eine Ansicht dieses Hohlkörpers in Richtung der Linie 2-2 aus Figur 1,Figure 2 is a view of this hollow body in the direction of Line 2-2 from Figure 1,

Figur 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,Figure 3 is a partially sectioned side view of the invention Contraption,

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Figur 4 eine Draufsicht auf eine ringförmige Führung nach Linie 4-4 aus Figur 3,FIG. 4 shows a plan view of an annular guide according to FIG Line 4-4 from Figure 3,

Figur 5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung in der Endlage, wobei in strichpunktierten Linien angedeutet int, v/ie die thermoplastische Folie zwischen dein Dorn und den Wänden der Führung und der Matrize eingezogen wird, undFigure 5 is a partially sectioned side view of the device in the end position, with dash-dotted lines Lines indicated int, v / ie the thermoplastic film between your mandrel and the walls of the guide and the die is drawn in, and

Figur 6 eine Draufsicht nach Linie 6-6 aus Figur 5.FIG. 6 shows a plan view along line 6-6 from FIG.

Die Vorrichtung umfaßt einen Dorn 1, der stopfenartig ausgebildet ist, und einen Halter 2 für Kunststoffolien, eine hohle Matrize 3 mit einer Kühleinrichtung 4 und am oberen Ende der Matrize 3 eine aufgesetzte hochstehende rincri"ümu &ν Führung 5 mit abgerundeter Oberkante und glatten Seitenwand-.-^. Die Führung 5 kann eine konisch verlaufende innere Wand aufweisen, deren Innendurchmesser gröf«;r als der InnendurchmtrjMcr der Öffnung der Matrize 3 ist. Die Führung 5 besteht gewöhnlich aus Kunststoff wie Polypropylen, Polyäthylen hoher Dichte, Polytetrafluoräthylen, Nylon oder anderen Materialien, die einer Wärmeabfuhr von der erhitzten thermoplastisehen Folio an die Innenwand der Führung 5 entgegenwirken. Gewöhnlich enthält die Führung 5 am unteren Ende und nahe dem Eingang in die hohle Matrize 3 einem aus gehärtetem Stahl bestehenden umlaufenden Schneideinsatz 6.The apparatus comprises a mandrel 1 formed manner of a plug, and a holder 2 for plastic films, a hollow die 3 with a cooling device 4 and at the upper end of the die 3 is a patch upstanding rincri "ümu & ν guide 5 with a rounded upper edge and smooth sidewall The guide 5 may have a tapered inner wall the inside diameter of which is greater than the inside diameter of the opening of the die 3. The guide 5 is usually made of plastics such as polypropylene, high density polyethylene, polytetrafluoroethylene, nylon or others Materials that counteract heat dissipation from the heated thermoplastic film to the inner wall of the guide 5. Usually, the guide 5 contains a circumferential cutting insert 6 made of hardened steel at the lower end and near the entrance to the hollow die 3.

Der direkt über der Oberkante der Führung 5 angeordnete Halter 2 hat eine Öffnung, die größer als das obere Ende der Führung 5 ist; und dient dazu, das tiefzuziehende thermoplastische Folienmaterial zu erfassen und festzuhalten.The holder placed directly above the top edge of the guide 5 2 has an opening which is larger than the upper end of the guide 5; and is used to thermoform the thermoplastic To grasp and hold film material.

Im Zentrum des Domes 5 befindet sich im allgemeinen eine Saugleitung 7, durch welche Luft abgesaugt oder hindurchgeblasen werden kann, um beim Tiefziehen ein glattes Anschmiegen der thermoplastischen Folie an die Oberseite des DomesIn the center of the dome 5 there is generally a suction line 7 through which air is sucked off or blown through can be used to ensure that the thermoplastic film nestles smoothly against the top of the dome during deep drawing

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zu gewährleisten und den fertigen Hohlkörper nach dem Abkühlen desselben abzustoßen. In diese Saugleitung 7 münden über die Länge des Dornes 1 verteilt angeordnete radial verlaufende Öffnungen 8. Innerhalb des Dornes 1 ist in der Saugleitung 7 oder an derselben ein Heizelement 9 vorgesehen, um den Dorn 1 zu beheizen. to ensure and to repel the finished hollow body after it has cooled down. In this suction pipe 7 of the mandrel 1 via the lead length arranged distributed radially extending openings 8. Within the mandrel 1 is provided in the suction pipe 7 or the same, a heating element 9, to heat around the mandrel. 1

Obwohl in Figur 3 der Zeichnung angegeben ist» daß der Dorn einen sehr kleinen Ziehwinkel von bis zu 30 Minuten aufweist, sei darauf hingewiesen, daß der Dorn auch einen größeren Ziehwinkel bzw. Konus·/inkcl haben kann. Although it is indicated in FIG. 3 of the drawing that the mandrel has a very small drawing angle of up to 30 minutes, it should be pointed out that the mandrel can also have a larger drawing angle or cone.

der im Freiraura dec Halters 2 befindliche Teil der tiefzuziehciidcn Folio vollständig ausgezogen und die Forin dementsprechend vollständig geschlossen ist, wie im oberen Teil in. Figur 5 in vollen Linien dargestellt, wird die Folie von dem erweiterten hinteren Abschnitt des Dornes 1 auf den Schneideinsatz G gedrückt und damit durchgetrennt, so daß der fertige Hohlkörper von dem übrigen Teil der thermoplastischen Folie getrennt ist. the located in Freiraura dec holder 2 of the tiefzuziehciidcn Folio fully extended and the Forin accordingly is fully closed, as shown in the upper part in. Figure 5 in full lines, the film of the extended rear portion of the mandrel 1 is pressed on the cutting insert G and thus severed, so that the finished hollow body is separated from the remaining part of the thermoplastic film.

Die mit dieser Vorrichtung tiefgezogenen Hohlkörper aus thermoplastischem Material haben eine gleichförmige Wandstärke und können als Behälter, Meßformen o.dgl. oder auch als Vorformen, Auskleidungen oder Rohlinge für die Herstellung von Kunststoffflaschen, die zu diesem Zweck sich weiterverformen oder blasen lassen, benutzt werden.The hollow bodies made of thermoplastic material deep-drawn with this device have a uniform wall thickness and can be used as containers, measuring forms or the like. or as preforms, Linings or blanks for the production of plastic bottles, which are further deformed or blown for this purpose let be used.

Die als Ausgangsmaterial zum Herstellen der Hohlkörper verwendeten thermoplastischen Folien können aus bekannten thermoplastischen Materialien wie Polyolefinen, Polyvinylhalogenen einschließlich Polyvinylchlorid, Vinylchloridcopolymeren, Polyacrylaten und Copolymeren, Polymethacrylaten und Copolymeren, Polystyrol und Copolymeren, Acrylonitrilcopolymeren, ABS-Kunstharzen, Polycarbonaten, Polyestern u. dgl. und vielen anderen thermoplastischen Kunststoffen bestehen.The thermoplastic films used as the starting material for producing the hollow bodies can be known from thermoplastic materials such as polyolefins, polyvinyl halogens including polyvinyl chloride, vinyl chloride copolymers, polyacrylates and copolymers, polymethacrylates and copolymers, polystyrene and copolymers, acrylonitrile copolymers, ABS resins, polycarbonates, polyesters and the like. Like. And many other thermoplastics exist.

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Claims

124 - G124 - G.

Applicant: The Standard Oil Company
Midland Building
Cleveland, Ohio 44115 / USA

Patent claims;

1y device for the production of hollow bodies from thermoplastic Foils that have a heated mandrel and ej.no hollow die, a holder for holding the heated thermoplastic film cynical the mandrel and the die and a drive for moving the. Thorn through the holder through and into the die to uis heated thermoplastic film on the surface of the mandrel a and to pull into the hollow die, thereby characterized in that directly above and at the upper end of the hollow die (3) an upstanding curved guide (5) is arranged, the inner wall of which has a larger diameter than the opening of the hollow Has die and contains a cutting insert (6) made of hardened metal, which is the inlet opening in the hollow Surrounds die.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the holder (2) ala clamp for the thermoplastic film is formed and has an inner opening which is larger than the upstanding: upper end of the guide (5) is.

3. Apparatus according to claim 1 or 2 _f, characterized in that the mandrel (1) and the hollow die (3) taper conically downwards in a matching manner.

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

A. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (1) eine Saugleitung (7) enthält, in welche an der Oberfläche des Domes liegende Öffnungen (8) münden, durch welche Luft abgesaugt oder hindurchgeblasen werden kann.A. Device according to one of claims 1 to 3 »characterized in that the mandrel (1) has a suction line (7) contains, into which openings (8) open on the surface of the dome, through which air is sucked off or can be blown through.

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